Cell Host & Microbe:科学家成功绘制EB病毒致癌图谱

2012-09-06 09:28 来源:丁香园 作者:zt滔滔江水
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来自美国费城威斯塔研究所和斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)的研究人员最近联合发布了世界上首个四型人类疱疹病毒基因组注释图谱,并且由此发现了最全面的潜伏感染期病毒基因组与它的人类宿主之间的相互作用关系。人类癌症中有百分之一被认为是由疱疹病毒引起的。疱疹病毒在感染人体后,都会建立起潜伏感染机制。

基因组注释图谱旨在引导研究人员研发治疗疱疹病毒感染以及由其引发的癌症(如B细胞淋巴瘤,胃癌和鼻咽癌)的新疗法。这项研究提供了在基因和蛋白质层面目前对EBV与宿主细胞相互作用的最全面的认识。

作为对EBV基因组的一个补充(对病毒基因的描述),图谱描绘了病毒的表观基因组,即所有EBV的DNA上的蛋白质和化学修饰都能复制到下一代的病毒中,转录组由疱疹病毒DNA作为模版合成的所有转录本组成,要么是编码成蛋白质,要么直接用于调节DNA的活性。研究人员发现了许多新的病毒DNA与宿主之间的相互作用点,突出了广泛的病毒与宿主之间的共同进化,并指出将来可能作为治疗癌症和病毒感染的新靶标。

“疱疹病毒是一种人类癌症相关病毒,与很多种癌和淋巴瘤有关。对于病毒引起癌症的机制,我们需要详细了解。”威斯塔化学生物学和转化医学主任、麦克尼尔的分子医学和转化医学研究教授Paul Lieberman博士说,“EBV表观遗传图谱对认识完整的病毒基因组具有重要意义。”

这项研究的论文发布在Cell Host & Microbe杂志的网络版上,所有的原始数据和数据处理过程都可以通过Paul Lieberman实验室的网站获取。

“EBV是一种寄生微生物,但它是一个独立的生物,因此在繁殖和生存过程中也遵守的一般的动力学规则。”Paul Lieberman说,“一切信息都由一个小小的基因组携带,这个基因组只包含大约90个基因,但其生存所需的元素来自于人类和其他生物的基因组。”

EBV 感染发生在咽喉、鼻窦、肠道的上皮细胞,但长期寄生在长期记忆性B细胞,免疫系统的白细胞识别病毒并产生抗体。一旦病毒进入细胞,病毒DNA如同一个小的染色体,会快速复制。其复制依赖人类染色体复制的阅读和调节机制。当病毒在宿主细胞内建立稳定的寄生关系后,如果其他条件合适,将会诱导宿主细胞癌变。事实上,表观遗传图谱的绘制证实了最为活跃的EBV基因组在癌细胞中出现之频繁。

EBV注释图谱描述了超过60个人类转录因子——与EBV基因组结合并控制其基因的人类蛋白质,这些蛋白在病毒与人类的相互作用中起到的作用尚属首次发现。据Lieberman所说,一个新发现的因子Pax5,尤其有趣,因为该基因在很大程度上重排了B细胞的染色体,使其产生新的、独特的抗体。

EBV 表观遗传学图谱计划由美国癌症医疗中心(MSKCC)的Aaron Arvey博士在博士研究期间发起,他的合作者是斯隆-凯特琳的计算生物学研究所的Christina Leslie博士。在为人类基因组计划研究所分析DNA序列数据时,作为他研究过的能在人体中形成稳定感染的病毒,Arvey也收集了EBV的相关数据。

在Lieberman的催促下,Leslie实验室开始和他合作。Leslie实验室已经研究病毒与癌症的关系二十多年了。该项目涉及了来自50多个B细胞的EBV单独感染的700套遗传数据。Leslie的实验室的工作是收集数据,而Lieberman实验室进行了实验验证来支持他们的发现。

“论文中绝大多数的数据是由ENCODE和HapMap等项目开发出来的最新的大规模测序仪测得的。”Leslie说,“我们的研究都倚重于无偏差的序列信息—因为我们通过序列实验能察觉到EBV基因组的转录因子结合位点和组蛋白的化学修饰以及病毒的转录本。可用的大型公共数据集中的信息与实验也相符合。”

虽然没有直接隶属于ENCODE项目,但EBV基因组的注释项目利用了ENCODE项目生成的数据而获益不小。据Leslie所说,事实上,他只要通过庞大的公共数据库资源就可以得到EBV表观基因组和转录组的主要信息。

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编辑: 李林栋

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